1/Ats02例10-2图(a)例10-2图(a)(b)解:根据电流源波形,写出其函数表示式为:[10t0≤t≤ls=20-10t 1≤t≤2s[02≤t该电流在线圈2中引起互感电压:[10V0≤t≤ls()=M-10V1≤t≤2s-dt[o2≤t对线圈1应用KVL,得电流源电压为:[100t+50V0≤t≤s0=Ri+典-100t+150V1≤t≤2sdt02≤t
例 10-2 图 (a) 例 10-2 图 (a)(b) 解:根据电流源波形,写出其函数表示式为: 该电流在线圈 2 中引起互感电压: 对线圈 1 应用 KVL ,得电流源电压为:
$10.2含有耦合电感电路的计算含有耦合电感(简称互感)电路的计算要注意:(1)在正弦稳态情况下,有互感的电路的计算仍可应用前面介绍的相量分析方法。(2)注意互感线圈上的电压除自感电压外,还应包含互感电压。(3)一般采用支路法和回路法计算。因为耦合电感支路的电压不仅与本支路电流有关,还与其他某些支路电流有关,若列结点电压方程会遇到困难,要另行处理。1.耦合电感的串联(1)顺向串联图10.5所示电路为耦合电感的串联电路,由于互感起“增助”作用,称为顺向串联。1M+iR2RR,Li L,u一+*+U2i?十u图10.5图10.6按图示电压、电流的参考方向,KVL方程为:A+MA+LA+MA+Riu=Ri+LLaatadtdtdt=(R+R)+(L,+L+2M)=Ri+Ldtdt根据上述方程可以给出图10.6所示的无互感等效电路。等效电路的参数为:R=R+RL= L +L +2M(2)反向串联图10.7所示的耦合电感的串联电路,由于互感起“削弱”作用,称为反向串联
§10.2 含有耦合电感电路的计算 含有耦合电感(简称互感)电路的计算要注意: (1) 在正弦稳态情况下,有互感的电路的计算仍可应用前面介绍的相量分析 方法。 (2) 注意互感线圈上的电压除自感电压外,还应包含互感电压。 (3) 一般采用支路法和回路法计算。因为耦合电感支路的电压不仅与本支路 电流有关,还与其他某些支路电流有关,若列结点电压方程会遇到困难,要另行 处理。 1. 耦合电感的串联 (1) 顺向串联 图 10.5 所示电路为耦合电感的串联电路,由于互感起“增助”作用,称为 顺向串联。 图 10.5 图 10.6 按图示电压、电流的参考方向, KVL 方程为: 根据上述方程可以给出图 10.6 所示的无互感等效电路。等效电路的参数 为: (2) 反向串联 图 10.7 所示的耦合电感的串联电路,由于互感起“削弱”作用,称为反向 串联
RR+u2uXu图10.7按图示电压、电流的参考方向,KVL方程为:di2-M+L.%-W&+R!u=Ri+L,dt dtdt=(R+R)i+(L+L-2M)=Ri+L变atdt根据上述方程也可以给出图10.6所示的无互感(去耦)等效电路。但等效电路的参数为:R=R+RL=L+L-2M在正弦稳态激励下,应用相量分析,图10.5和图10.7的相量模型如图10.8所示。joMjoMi1R,R,RjoL,R,joL,joL,joL,U2+++U-+U,U,-ii++图10.8(a图10.8(b)U=U,+U,=[R+R + jo(L,+L +2M)]i图(a)的KVL方程为:Z=R+R+jo(L+L,+2M)输入阻抗为:可以看出耦合电感顺向串联时,等效阻抗大于无互感时的阻抗。顺向串联时的相量图如图10.9所示。joMIjcoL,iUjtoL,iR,IjoMijcoL1RIR图10.9图10.10U=U,+U,=[R+R,+jo(L+L-2M)]i图(b)的KVL方程为:
图 10.7 按图示电压、电流的参考方向, KVL 方程为: 根据上述方程也可以给出图 10.6 所示的无互感(去耦)等效电路。但等效 电路的参数为: 在正弦稳态激励下,应用相量分析,图 10.5 和图 10.7 的相量模型如图 10.8 所示。 图 10.8 ( a ) 图 10.8( b ) 图(a)的 KVL 方程为: 输入阻抗为: 可以看出耦合电感顺向串联时,等效阻抗大于无互感时的阻抗。顺向串联时 的相量图如图 10.9 所示。 图 10.9 图 10.10 图(b)的 KVL 方程为:
输入阻抗为:Z=R+R+jo(L,+L,-2M)可以看出耦合电感反向串联时,等效阻抗小于无互感时的阻抗。反向串联时的相量图如图10.10所示。注意:(1)互感不大于两个自感的算术平均值,整个电路仍呈感性,即满足关系:L=L+L-2M≥0M≤(Z, +L)(2)根据上述讨论可以给出测量互感系数的方法:把两线圈顺接一次,反顺二反M=-4接一次,则互感系数为2.耦合电感的并联(1)同侧并联图10.11为耦合电感的并联电路,由于同名端连接在同一个结点上,称为同侧串联。根据KVL得同侧并联电路的方程为:di,dizdi,di1+M2+Mu=Lidtu=Lddtdt由于i=i+i(LL - M) ±uL+L-2Md解得u,i的关系:iiM++ilbiluuLV1图10.11图10.12根据上述方程可以给出图10.12所示的无互感等效电路,其等效电感为:(L,L, -M)LeL +L, -2M(2)异侧并联图10.13中由于耦合电感的异名端连接在同一个结点上,故称为异侧并联
输入阻抗为: 可以看出耦合电感反向串联时,等效阻抗小于无互感时的阻抗。反向串联时 的相量图如图 10.10 所示。 注意: (1) 互感不大于两个自感的算术平均值,整个电路仍呈感性,即满足关 系: (2)根据上述讨论可以给出测量互感系数的方法:把两线圈顺接一次,反 接一次,则互感系数为: 2. 耦合电感的并联 (1)同侧并联 图 10.11 为耦合电感的并联电路,由于同名端连接在同一个结点上,称为 同侧串联。 根据 KVL 得同侧并联电路的方程为: 由于 i = i1 + i2 解得 u , i 的关系: 图 10.11 图 10.12 根据上述方程可以给出图 10.12 所示的无互感等效电路,其等效电感为: (2) 异侧并联 图 10.13 中由于耦合电感的异名端连接在同一个结点上,故称为异侧并联